загрузка...
загрузка...
На головну

рідини

  1. Абсорбери з механічним перемішуванням рідини
  2. Апарати з нерухомим рівнем рідини
  3. Апарати з рухомим рівнем рідини
  4. Ймовірні причини зміни плевральної рідини.
  5. Взаємозалежність між концентрацією натрію в плазмі і осмоляльностью позаклітинної і внутрішньоклітинної рідини
  6. Вплив кривизни поверхні на тиск всередині рідини
  7. Вплив властивостей рідини на характеристику насосів

Молекули рідини розташовані майже впритул один до одного (рис. 2.20), тому кожна молекула веде себе інакше, ніж молекула газу. Затиснута, як у клітці, іншими молекулами, вона робить «біг на місці» (коливається біля положення рівноваги, стикаючись з сусідніми молекулами). Лише час від часу вона робить «стрибок», прориваючись крізь «прути клітки», але тут же потрапляє в нову «клітку», утворену новими сусідами. Час осілого життя молекули води, т. Е. Час коливань біля одного певного положення рівноваги, при кімнатній температурі, як показують розрахунки, виконані із застосуванням законів статистичної механіки, так само в середньому 10-11 с. Час же, за який здійснюється одне коливання, значно менше (10-12-10-13з). З підвищенням температури час осілого життя молекул зменшується. Характер молекулярного руху в рідинах, вперше встановлений совєтським фізиком Я. І. Френкелем, дозволяє зрозуміти основні властивості рідин.

Мал. 2.20

Френкель Яків Ілліч(1894-1952) - видатний радянський фізик-теоретик, який зробив значний внесок у найрізноманітніші галузі фізики. Я. І. Френкель - автор сучасної теорії рідкого стану речовини. Їм закладені основи теорії феромагнетизму. Широко відомі роботи Я. І. Френкеля по атмосферному електрики і походженням магнітного поля Землі. Перша кількісна теорія розподілу ядер урану створена Я. І. Френкелем.

Молекули рідини знаходяться безпосередньо один біля одного. Тому при спробі змінити обсяг рідини навіть на малу величину починається деформація самих молекул (рис. 2.21). Для цього потрібні дуже великі сили. Цим і пояснюється мала стисливість рідин. Зрозуміти причину малої стисливості рідини нітрохи не складніше, ніж зрозуміти, чому так важко втиснутися в переповнений автобус.

Мал. 2.21

Рідини, як відомо, текучі, т. Е. Зберігають свою форму. Пояснити це можна так. Якщо рідина нерухома, то переходи молекул з одного «осілого» положення в інше відбуваються з однаковою частотою в усіх напрямках (див. Рис. 2.20). Наявність зовнішньої сили помітно не змінює числа перескоків молекул в секунду, але переходи молекул з одного «осілого» положення в інше при цьому відбуваються переважно в напрямку дії зовнішньої сили (рис. 2.22). Ось чому рідина тече і приймає форму посудини.

Мал. 2.22

Для течії рідини необхідно тільки, щоб час дії сили було в багато разів більше часу «осілого життя» молекули, інакше короткочасна сила викличе лише пружну деформацію рідини, і звичайна крапля води поведеться, як сталева кулька.

Тепер розглянемо, як пов'язані середня кінетична і середня потенційна енергії молекули рідини. Кожна молекула рідини взаємодіє відразу з декількома сусідами. Обмежимося урахуванням взаємодії даної молекули з двома найближчими сусідами, що знаходяться приблизно на відстані 2r0 один від одного.

Шукану потенційну криву можна отримати накладенням кривої, зображеної на малюнку 2.15, а (Парне взаємодія), на таку ж криву, зміщену щодо першої на відстань, трохи більше 2r0. Потенційні енергії складаються, тому глибина потенційної ями збільшується майже вдвічі, а максимуми енергії зменшуються (рис. 2.23). Хід потенційної кривої з урахуванням взаємодії з іншими молекулами показаний на малюнку 2.24.

Мал. 2.23

Мал. 2.24

Для того щоб молекула не могла покинути рідина, її середня енергія повинна бути негативна (  <0). Тільки в цьому випадку молекула залишиться всередині потенційної ями, утвореної її сусідами. якщо  > 0, то молекула не втримається всередині рідини і покине її.

Так як  <0, то середня кінетична енергія молекули рідини менше абсолютного значення середньої потенційної енергії: <  , Причому лише незначно менше:

 (2.6.2)

Тому  >>  - Максимального (по модулю) значення потенційної енергії. На малюнку 2.24 графік середньої енергії молекули зображений відрізком прямої.

Коливання молекули в потенційній ямі не продовжувались довго. Через хаотичності руху молекул їх енергія безперервно змінюється і стає то більше, то менше середньої енергії  . Як тільки енергія молекули перевищить висоту потенційної кривої (висоту потенційного бар'єру), яка відділяє одну яму від іншої, молекула перескочить з одного положення рівноваги в інше.



Попередня   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   Наступна

Пояснення броунівського руху | молекулярні сили | орієнтаційні сили | Індукційні (поляризаційні) сили | дисперсійні сили | сили відштовхування | Графік залежності молекулярних сил від відстані між молекулами | Атомно-силовий мікроскоп | Залежність потенційної енергії від відстані між молекулами | Рух частинки в просторі із заданою потенційної енергією |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати